a) Để tính lượng khí H2 tạo ra, ta cần biết phản ứng giữa sắt và axit sulfuric là:

$\mathrm{Fe~(s) + H_2SO_4~(aq) \rightarrow FeSO_4~(aq) + H_2~(g)}$

Molar của dung dịch H2SO4 là 2M nên hàm lượng mol của H2SO4 có trong 200ml dung dịch là: 

$n(\mathrm{H_2SO_4}) = c \times V = 2 \times 200\mathrm{\frac{ml}{1000ml/L}} = 0.4\mathrm{mol}$

Theo phương trình phản ứng trên, để tác dụng hết 11.2g sắt cần:

$n(\mathrm{Fe}) = \frac{11.2\mathrm{g}}{56\mathrm{\frac{g}{mol}}} = 0.2 \mathrm{mol }$

Do đó lượng khí H2 sinh ra là:

$n(\mathrm{H_2}) = n(\mathrm{Fe}) = 0.2 \mathrm{mol }$

Khối lượng của 0.2 mol H2 ở điều kiện tiêu chuẩn (DKTC) là:

$m = n \times M = 0.2\mathrm{mol} \times 2 (g/mol) = 0.4 \mathrm g$

Vậy khí H2 sinh ra ở ĐKTC có khối lượng là 0.4 gram.

b) Để xác định chất dư của phản ứng ta cần so sánh số mol H2SO4 ban đầu (có trong dung dịch) với số mol sắt được dùng. Số mol H2SO4 ban đầu là:

$n(\mathrm{H_2SO_4}) = c \times V = 2 \times 200\mathrm{\frac{ml}{1000ml/L}} = 0.4\mathrm{mol}$

Số mol sắt được dùng là:

$n(\mathrm{Fe}) = \frac{11.2\mathrm{g}}{56\mathrm{\frac{g}{mol}}} = 0.2 \mathrm{mol }$

Vì số mol H2SO4 ban đầu lớn hơn số mol sắt được dùng, nên H2SO4 là chất dư, số mol H2SO4 dư là:

$n(\mathrm{H_2SO_4})(dư) = n(\mathrm{H_2SO_4})(ban \ đầu) - n(\mathrm{Fe}) = 0.4 - 0.2 = 0.2\mathrm{mol}$

Lượng chất H2SO4 dư là:

$m(\mathrm{H_2SO_4})(dư) = n(\mathrm{H_2SO_4})(dư) \times M(\mathrm{H_2SO_4}) = 0.2\mathrm{mol} \times 98\mathrm{\frac{g}{mol}} = 19.6\mathrm{g}$

c) Sau khi phản ứng xảy ra, ta được dung dịch chứa FeSO4 và H2O. Để tính nồng độ các chất, ta cần biết số mol của FeSO4 có trong dung dịch. Theo phương trình phản ứng trên, ta có:

$n(\mathrm{FeSO_4}) = n(\mathrm{Fe}) = 0.2\mathrm{mol}$

Đối với nước, ta biết rằng nồng độ của nó không thay đổi, và số lượng nước trong dung dịch tỷ lệ với số lượng muối, vậy nồng độ của nước trong dung dịch vẫn là 55.5 mol/L. Do đó, nồng độ của H2SO4 sau phản ứng là:

$n(\mathrm{H_2SO_4}) = c \times V = 2 \times 200\mathrm{\frac{ml}{1000ml/L}} = 0.4\mathrm{mol}$0

Nồng độ của muối FeSO4:

$$ c(\mathrm{FeSO_4}) = \frac{n(\mathrm{FeSO4})}{V_{\mathrm{dung \ dich}}} = \frac{0.2\mathrm{mol}}{0.2\mathrm L} =